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抗癌药冬凌草甲素固态类脂纳米粒给药系统的研制及其药物动力学研究

张典瑞

抗癌药冬凌草甲素固态类脂纳米粒给药系统的研制及其药物动力学研究

张典瑞1
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作者信息

  • 1. 北京中医药大学
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摘要

目的: 冬凌草甲素(oridonin)为从中药冬凌草中提取分离出的一种四环二萜类有效成分,药理实验表明具有显著的抗癌活性,但由于水溶性差,血中驻留时间短等原因,目前有关制剂临床抗癌疗效不理想。本研究采用靶向制剂技术(Targeting Drug Delivery Technique,TDDT),以固体类脂纳米粒(Solidlipid nanoparticles,SLN)为载体对冬凌草甲素的抗癌作用进行全面系统研究,以提高其靶向特性,降低副作用。当药物微粒尺寸达到纳米数量级时,由于量子尺寸效应、表面界面效应和宏观量子隧道效应,可展现出许多特有的性质。纳米粒作为抗癌中药的载体,具有广阔的应用前景和美好未来。把冬凌草甲素制成SLN并对其处方工艺、制剂工艺参数、理化特性、体外释放规律、体内药物动力学过程进行广泛深入的研究,以探讨纳米粒作为抗癌中药药物载体的科学性和可行性,从理论和技术上解决冬凌草甲素的靶向性问题,提高抗癌疗效。本项研究的成功对促进纳米技术在中药中的应用及中药现代化具有中药意义。 方法: 建立了冬凌草甲素固体类脂纳米粒的含量测定办法。分别以熔融法、乳化蒸发-低温固化法、超声波法制备了冬凌草甲素固体类脂纳米粒。以包封率为指标对制备过程的影响因素进行了单因素考察分析。 采用透射电子显微镜对冬凌草甲素固体类脂纳米粒外观形态、粒径、粒度分布等性质进行考察:采用U型电泳法测定其ζ电位;采用DSC分析和X-射线衍射分析对纳米粒的物相进行验证和分析;采用智能药物溶出仪对纳米粒的的体外释药特性进行考察;采用冷冻干燥技术对纳米粒混悬液进行了冻干处理。 以冬凌草甲素普通注射剂为对照,采用高效液相色谱法(HPLC)研究了冬凌草甲素固态类脂纳米粒注射剂经尾静脉注射后在小鼠体内主要组织中的分布情况和滞留时间,并对其靶向释药特性进行了评价。 以冬凌草甲素普通注射剂为对照,采用高效液相色谱法(HPLC)考察兔耳静脉注射冬凌草甲素固态类脂纳米粒注射剂及冬凌草甲素普通注射剂后的药物动力学行为,并通过3P87药动学程序对两组注射剂所得到的血药浓度数据进行了模型拟合。 结果: 纳米粒三种制备方法的比较表明,乳化蒸发-低温固化法具有较高的包封率,且重复性较好,熔融法在1∶10比例时包封率也达到了40.5%,但实验重复性差,故确定以乳化蒸发-低温固化法制备冬凌草甲素-SLN。影响包封率的主要处方因素有:药物/类脂比例、表面活性剂比例和纳米乳液/冷却水比例,研究结果表明,药/脂比为1∶10,EPC/Pluronic F68比例为1∶8,纳米乳液/冷却水比例为1∶10时,冬凌草甲素-SLN包封率最高。 透射电镜观察结果表明,冬凌草甲素固态类脂纳米粒为类球形实体,粒径分布比较均匀,大部分在15~35nm,平均粒径dav=(22.22±15.5)nm。对电镜所拍摄的粒径数据(N=500)用SAS软件进行正态统计分析,结果粒径呈非正态分布。ζ电位与纳米粒体系的稳定性密切相关。测定ζ电位可以预测纳米粒的储藏稳定性。本研究三批纳米粒ζ电位平均为-45.07mV,属热力学稳定体系。 冬凌草甲素-SLN的体外释放实验表明,体外释药符合Hi guchi方程Q=0.0184(√t)+0.1550,r=0.9724。释药曲线可观察到初期的药物突释现象,随后纳米粒中的药物呈持续缓慢释放。突释的药物主要来自吸附于类脂纳米粒表面的药物或药物细小粒子,包封在类脂纳米粒骨架中的药物呈现相对缓慢的速度释放。 DSC分析和X-射线衍射分析结果表明,冬凌草甲素-SLN和其物理混合物明显不同。在物理混合物中的DSC图和X-射线衍射图中,可看到四种成分硬脂酸(SA)、Poluronic F68、冬凌草甲素、卵磷脂(EPC)的明显特征峰,例如63.5~84.4℃一个吸热峰、6.700°(d=13.1821A)、11.140c(d=7.9361A)、21.620°(d=4.1071A)和24.200°(d=3.6747A)四个衍射峰为SA的特征峰;40.2~67.9℃一个吸热峰、19.180°(d=4.6237 A)和23.180°(d=3.8341A)两个衍射峰为Po1uronic F68的特征峰;493.7℃一个吸热峰、22.440°(d=3.9588 A)和15.650°(d=5.6758 A)两个衍射峰为凌草甲素(0RI)的特征峰;366~510.2℃一个放热峰、4.480°(d=19.7081 A)和22.860°(d=3.3l65 A)两个衍射峰为卵磷脂(EPC)的特征峰。但在冬凌草甲素-SLN的DSC图中,上述特征峰均已消失或发生明显改变,同时出现一些新的特征峰:39~43.7℃、52.2~58.4℃两个吸热峰,368.2~404.2℃一个放热峰及三个衍射峰8.920°(d=9.9057A)、24.160°(d=3.6807 A)和36.160°(d=2.4820 A)。从而证明冬凌草甲素-SLN的物相和硬脂酸、Po1uronic F68卵磷脂、冬凌草甲素、及其物理混合物的物相是不同的,已经形成了一种新的物相,从而证明纳米粒确已形成。 小鼠组织分布研究结果表明:同游离型冬凌草甲素相比,冬凌草甲素制成固态类脂纳米粒后具有明显的肝脾靶向性,各时间点的肝脾药物浓度均明显高于其游离剂型,给药后能够迅速浓集定位于肝脏和脾脏,并可长时间内在肝脏和脾脏中维持较为稳定的高浓度。在肺脏中纳米粒组的药物浓度也较普通注射剂有所提高,但在正常组织心脏和肾脏中纳米粒组的药物浓度明显降低。 冬凌草甲素及冬凌草甲素固态类脂纳米粒在家兔体内的药物动力学研究结果表明,ORI和0RI-SLN注射液均符合三室模型特征,ORI游离型注射剂的分布半衰期、吸收半衰期及平均滞留时间MRT较短,T1/2x=0.092h,T1/2α=0.498h,T1/2β=5.15h,MRT0~24=5.76h,而制成SLN后,T1/2α、T1/2,β及MRT均显著延长,T1/2x=0.087h,T1/2α=1.65h,T1/2β=32.36h,MRT0~24=8.33h,说明将冬凌草甲素制成固态类脂纳米粒后可明显延长其在体内的循环和作用时间,有助于药物发挥长效作用。 结论: 硬脂酸固态类脂纳米粒可作为抗癌药冬凌草甲素的新型药物载体。将冬凌草甲素制成SLN可明显改变其体内分布特征,延长了药物体内循环时间,增加了药物在肝、脾、肺中的分布量,减少了在正常组织心脏和肾脏中的药物浓度,从而发挥增强药物疗效,降低毒副作用的目的。该研究目前国内尚外未见报道,本项研究的成果从理论和剂型上为冬凌草甲素靶向制剂的研究提供了一种新的思路和方法。

关键词

冬凌草甲素/固态类脂纳米粒/给药系统/抗癌中药/药物动力学/有效成分/靶向制剂

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授予学位

博士

学科专业

中药制剂学

导师

任天池/娄红祥

学位年度

2005

学位授予单位

北京中医药大学

语种

中文

中图分类号

R2
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